Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betrifft eine ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung, deren
Verwendung und ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung, bei dem ein Raum zwischen
zwei Substraten mit der ein- oder zweikomponentigen Siliconformulierung verfüllt wird.
Stand der Technik
[0002] Es ist bekannt, dass 2K RTV-Silicone mit guter Witterungsstabilität formuliert werden
können. Internationale Fassadennormen wie die EOTA-ETAG 002 verlangen bestimmte Stabilitäten
nach künstlicher, beschleunigter Bewitterung. Siliconformulierungen mit exzellenten
rheologischen Eigenschaften, d. h. insbesondere Formulierungen mit einer hohen Frühfestigkeit
bzw. Standfestigkeit im nicht ausgehärteten Zustand, die dann zu verringertem "Slip
Down" führen, erfüllen diese Anforderungen an Witterungsstabilität häufig nicht.
[0003] Es ist auch bekannt, dass Siliconformulierungen mit hoher Frühfestigkeit erhalten
werden können, indem die Reaktivität angepasst und eine sehr schnelle Durchhärtung
gefördert wird und/oder die Viskosität der Mischung stark erhöht wird. Nachteil ist
in beiden Fällen die mangelnde bzw. erschwerte Verarbeitbarkeit.
[0004] Die
US-A-4563498 beschreibt 1K Formulierungen, die ein bestimmtes Verhältnis an Verstärkungsfüllstoff
und Extenderfüllstoff enthalten und zu Elastomeren mit niederem Modul aushärten. Aus
der
GB-A-2306491 sind Siliconformulierungen bekannt, die Silica als Füllstoff enthalten und sprühbar
bleiben und gleichzeitig verbesserte mechanische Eigenschaften besitzen. Die
WO-A-2012/041952 beschreibt 2K Siliconformulierungen, die nach Vermischen der Komponenten zu erhöhter
Viskosität führen, wobei die Formulierung pyrogenes hydrophobes Silica als Füllstoff
enthalten kann.
[0005] Die
US-A-6235832 und die
US-A-5840794 sind auf 1K Siliconformulierungen gerichtet, die eine verbesserte Grünstandfestigkeit
erzielen. Die
DE-A-102004005221 beschreibt Silicon-Kieselsäure-Mischungen mit niedriger Fliessgrenze, bei denen pyrogene
Kieselsäure als Füllstoff eingesetzt wird.
[0006] Es ist keine Siliconformulierung bekannt, die exzellente Frühfestigkeit, gemessen
als verringerten "slip down", bei guter Verarbeitbarkeit, gemessen als niedrige Nachgebegrenze,
mit exzellenter Witterungsbeständigkeit vereint.
Darstellung der Erfindung
[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Siliconformulierung und insbesondere
eine feuchtigkeitshärtende Siliconformulierung, zur Verfügung zu stellen, die bei
niedriger Nachgebegrenze eine hohe Grünstandfestigkeit erreicht und welche besonders
witterungsstabile mechanische Eigenschaften besitzt.
[0008] Überraschenderweise wurde gefunden, dass diese Eigenschaften mit einer Siliconformulierung,
erreicht werden können, wenn Füllstoffe mit einer mittleren Teilchengröße von kleiner
gleich 0,1 µm und Füllstoffe mit einer mittleren Teilchengröße von größer als 0,1
µm bis kleiner oder 10 µm in Kombination in der Formulierung eingesetzt werden.
[0009] Die vorliegende Erfindung betrifft demgemäß eine ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung,
umfassend
- a) mindestens ein Poly(diorganosiloxan) wie in Anspruch 1 definiert,
- b) mindestens einen ersten Füllstoff mit einer mittleren Teilchengröße D50 kleiner
gleich 0,1 µm,
- c) mindestens einen zweiten Füllstoff mit einer mittleren Teilchengröße D50 im Bereich
von größer als 0,1 µm bis 10 µm, und
- d) mindestens einen Vernetzer für das Poly(diorganosiloxan), sowie
- e) gegebenenfalls mindestens einen Kondensationskatalysator und/oder
- f) gegebenenfalls mindestens einen Zusatzstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Weichmachern, Rheologiehilfsmitteln, Verdickungsmitteln, Haftvermittlern, Katalysatoren,
Beschleunigern, Trocknungsmitteln, Duftstoffen, Pigmenten, Bioziden, Stabilisatoren
und Tensiden,
wobei die Bestandteile bei der einkomponentigen Siliconformulierung in einer Komponente
und bei der zweikomponentigen Siliconformulierung aufgeteilt in zwei Komponenten A
und B enthalten sind, und wobei das Gewichtverhältnis von erstem Füllstoff zu zweitem
Füllstoff im Bereich von 10:1 bis 2:1 liegt.
[0010] Mit "Poly" beginnende Substanznamen bezeichnen hier Substanzen, die formal zwei oder
mehr der in ihrem Namen vorkommenden funktionellen Gruppen pro Molekül enthalten.
Ein Polyol ist z.B. eine Verbindung mit zwei oder mehr Hydroxygruppen. Der Begriff
"Polymer" umfasst hier einerseits ein Kollektiv von chemisch einheitlichen, sich aber
in Bezug auf Polymerisationsgrad, Molmasse und Kettenlänge gegebenenfalls unterscheidenden
Makromolekülen, das durch eine Polyreaktion (z.B. Polymerisation, Polyaddition, Polykondensation)
von einem oder mehreren Monomeren erhältlich ist. Der Begriff umfasst andererseits
auch Derivate eines solchen Kollektivs von Makromolekülen aus Polyreaktionen, Verbindungen
also, die durch Umsetzungen, wie beispielsweise Additionen oder Substitutionen, von
funktionellen Gruppen an vorgegebenen Makromolekülen erhalten wurden und die chemisch
einheitlich oder chemisch uneinheitlich sein können. Der Begriff umfasst weiterhin
auch so genannte Prepolymere, das heißt reaktive oligomere Voraddukte, deren funktionelle
Gruppen am Aufbau von Makromolekülen beteiligt sind.
[0011] Unter "Heteropolyether" versteht man hier Polymere mit einer Polyether-analogen Struktur,
die teilweise oder vollständig Heteroatome, wie z.B. S, anstelle der Ether-Sauerstoffatome
enthalten.
[0012] Unter "Molekulargewicht" versteht man hier das Zahlenmittel des Molekulargewichts
(M
n).
[0013] Unter "Raumtemperatur" wird eine Temperatur von 23°C verstanden.
[0014] Gewichtsangaben beziehen sich, wenn nicht anders angegeben, auf die gesamte Formulierung,
d.h. bei einer zweikomponentigen Formulierung auf das gemeinsame Gewicht der Komponenten
A und B.
[0015] Bei der erfindungsgemäßen Siliconformulierung handelt es sich um ein- oder zweikomponentige
Siliconformulierung, die z.B. als Kleb- oder Dichtstoff geeignet ist. Der Fachmann
ist mit solchen ein- oder zweikomponentigen Formulierungen bestens vertraut.
[0016] Bei der einkomponentigen Formulierung liegt nur eine Komponente vor, d.h. alle Bestandteile
der Formulierung sind in dieser Komponente enthalten und liegen dort als Mischung
vor.
[0017] Eine zweikomponentige Siliconformulierung besteht aus einem Kit mit zwei gesonderten
Komponenten A und B. Die verschiedenen Bestandteile der Formulierung sind auf diese
beiden Komponenten aufgeteilt, d.h. die Bestandteile sind in der Komponente A und/oder
in der Komponente B enthalten. Ein Bestandteil ist dabei in der Regel nur in einer
der beiden Komponenten enthalten. Es ist aber gegebenenfalls auch möglich, dass ein
oder mehrere Bestandteile in beiden Komponenten A und B enthalten sind. Die beiden
Komponenten A und B der zweikomponentigen Formulierung werden vor der Anwendung in
einem geeigneten Verhältnis miteinander vermischt.
[0018] Die erfindungsgemäßen ein- oder zweikomponentigen Siliconformulierungen sind bevorzugt
fließfähige Siliconformulierungen, wobei sich dies bei zweikomponentigen Formulierungen
auch auf die Mischung bezieht, die nach der Vereinigung der beiden Komponenten erhalten
wird. Dies bezieht sich naturgemäß auf den Zustand bei der Anwendung, d.h. bei Aufbringen
auf ein Substrat oder beim Verfüllen eines Zwischenraums. Bei der nachfolgenden Aushärtung
erfolgt dann eine Verfestigung des Systems. Die erfindungsgemäßen ein- oder zweikomponentigen
Siliconformulierungen, bevorzugt die fließfähigen Siliconformulierungen, sind ferner
bevorzugt feuchtigkeitshärtende Siliconformulierungen. Bei den Siliconformulierungen
kann es sich um Siliconkautschuke bzw. Siliconelastomere handeln.
[0019] Bei der ein- oder zweikomponentigen Siliconformulierung handelt es sich insbesondere
um eine kalthärtende Siliconformulierung, die gewöhnlich als RTV-Siliconförmulierung
bezeichnet wird (RTV = "
room
temperature
vulcanizing"; bei Raumtemperatur vulkanisierend). Es kann sich dabei um eine einkomponentige
Siliconformulierung handeln, die auch als RTV-1 Silicon bzw. RTV-1 Siliconkautschuk
bezeichnet wird. Dies sind allgemein feuchtigkeitshärtende Formulierungen. Alternativ
handelt es sich um eine zweikomponentige Siliconformulierung (RTV-2 Silicon bzw. RTV-2
Siliconkautschuk). RVT-1 und RTV-2 Siliconkautschuke finden in großem Umfang als Kleb-
oder Dichtstoffe Verwendung.
[0020] Bevorzugt ist eine zweikomponentige Siliconformulierung.
[0021] Im Folgenden werden die Bestandteile der ein- oder zweikomponentigen Siliconformulierung
erläutert.
[0022] Die Siliconformulierung umfasst ein oder mehrere vernetzbare Poly(diorganosiloxane)
(Bestandteil a). Die Vernetzung kann über reaktive Endgruppen oder durch in reaktive
Gruppen überführbare Endgruppen der Poly(diorganosiloxane) erfolgen. Es können alle
üblichen Poly(diorganosiloxane) eingesetzt werden. Solche Poly(diorganosiloxane) sind
z.B. zur Herstellung von Kleb- oder Dichtstoffen, wie RTV-Siliconkautschuk, gut bekannt
und im Handel erhältlich.
[0023] Bei dem Poly(diorganosiloxan) kann es sich bevorzugt um ein Poly(diorganosiloxan)
mit Hydroxyl-Endgruppen und/oder um ein Poly(diorganosiloxan) mit Alkoxysilyl-Endgruppen
handeln. Hydroxylgruppen terminierte Poly(diorganosiloxane) sind bekannt und kommerziell
erhältlich. Auch die Herstellung derartiger Poly(diorganosiloxane) erfolgt in bekannter
Art. Beispielsweise ist sie in
US 4,962,152 beschrieben.
[0024] Das Poly(diorganosiloxan) ist bevorzugt eine Poly(dialkylsiloxan), wobei die Alkylreste
bevorzugt 1 bis 5, bevorzugter 1 bis 3 C-Atome aufweisen, und besonders bevorzugt
Methylgruppen sind.
[0025] Die Viskosität der eingesetzten Poly(diorganosiloxane) kann in breiten Bereichen
variieren. Das oder die eingesetzten Poly(diorganosiloxane) weisen bei einer Temperatur
von 23 °C eine Viskosität von 10 bis 500'000 mPa·s, bevorzugt von 5'000 bis 350'000
mPa·s, besonders bevorzugt von 6'000 bis 120'000 mPa·s und am meisten bevorzugt von
10'000 bis 80'000 mPa·s auf. Die Viskosität wird gemäß der im experimentellen Teil
beschriebenen Methode bestimmt.
[0026] Es werden ein oder mehrere Polydiorganosiloxane der Formel (I) verwendet
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2017/26/DOC/EPNWB1/EP13745624NWB1/imgb0001)
wobei
die Reste R
1, R
2 und R
3 unabhängig voneinander für lineare oder verzweigte, einwertige Kohlenwasserstoffreste
mit 1 bis 12 C-Atomen stehen, welche gegebenenfalls ein oder mehrere Heteroatome,
und gegebenenfalls eine oder mehrere C-C-Mehrfachbindungen und/oder gegebenenfalls
cycloaliphatische und/oder aromatische Anteile bzw. Reste aufweisen; die Reste R
4 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Hydroxylgruppen oder für Alkoxy-, Acetoxy-
oder Ketoximgruppen mit jeweils 1 bis 13 C-Atomen stehen, welche gegebenenfalls ein
oder mehrere Heteroatome, und gegebenenfalls eine oder mehrere C-C-Mehrfachbindungen
und/oder gegebenenfalls cycloaliphatische und/oder aromatische Anteile bzw. Reste
aufweisen, wobei die Reste R
4 bevorzugt für Hydroxylgruppen oder für Alkoxygruppen stehen; der Index p für einen
Wert von 0, 1 oder 2 steht; und der Index m so gewählt ist, dass das Poly(diorganosiloxan)
bei einer Temperatur von 23 °C eine Viskosität von 10 bis 500000 mPa·s aufweist.
[0027] Beim Poly(diorganosiloxan) der Formel (I) stehen die Reste R
1 und R
2 vorzugsweise für Alkylreste mit 1 bis 5, insbesondere mit 1 bis 3 C-Atomen, bevorzugt
für Methylgruppen.
[0028] Handelt es sich beim Poly(diorganosiloxan) der Formel (I) um ein Hydroxylgruppen
terminiertes Poly(diorganosiloxan) (R
4 = Hydroxylgruppe), steht der Index p insbesondere für einen Wert von 2.
[0029] Handelt es sich beim Poly(diorganosiloxan) der Formel (I) um ein Poly(diorganosiloxan)
mit Alkoxy-, Acetoxy- oder Ketoxim-Endgruppen (R
4 = Alkoxy-, Acetoxy- oder Ketoximgruppe), steht der Index p bevorzugt für einen Wert
von 0 oder 1. Bei diesen Poly(diorganosiloxanen) steht R
4 vorzugsweise für Ketoximgruppen oder besonders bevorzugt für Alkoxygruppen. Wenn
es sich um eine zweikomponentige Siliconformulierung handelt, in der in der Komponente
A ein Poly(diorganosiloxan) mit Alkoxy-, Acetoxy- oder Ketoxim-Endgruppen enthält,
dann enthält die Komponente A bevorzugt zusätzlich Wasser.
[0030] Bevorzugte Alkoxygruppen sind Methoxy-, Ethoxy- oder Isopropoxygruppen. Bevorzugte
Ketoximgruppen sind Dialkylketoximgruppen, deren Alkylgruppen jeweils 1 bis 6 C-Atome
aufweisen. Vorzugsweise stehen die beiden Alkylgruppen der Dialkylketoximgruppen unabhängig
voneinander für Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, isoPropyl-, n-Butyl- oder iso-Butylgruppen.
Besonders bevorzugt sind diejenigen Fälle, in denen eine Alkylgruppe des Dialkylketoxims
für eine Methylgruppe steht und die andere Alkylgruppe des Dialkylketoxims für eine
Methyl-, Ethyl- oder für eine iso-Butylgruppe steht. Am meisten bevorzugt steht die
Ketoximgruppe für eine Ethylmethylketoximgruppe.
[0031] Die ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung enthält ferner mindestens einen
ersten Füllstoff mit einer mittleren Teilchengröße kleiner gleich 0,1 µm (Bestandteil
b) und mindestens einen zweiten Füllstoff mit einer mittleren Teilchengröße im Bereich
von größer als 0,1 µm bis 10 µm (Bestandteil c).
[0032] Sowohl für den ersten als auch für den zweiten Füllstoff können ein oder mehrere
Füllstoffe verwendet werden, die sich unabhängig voneinander im Material und/oder
der mittleren Teilchengröße unterscheiden können. Der erste und zweite Füllstoff sind
auch bei der zweikomponentigen Siliconformulierung bevorzugt vollständig in einer
der beiden Komponenten enthalten. Prinzipiell können die beiden Füllstoffe aber auch
jeweils in verschiedenen Komponenten enthalten sein oder ein Teil von dem ersten und/oder
dem zweiten Füllstoff befinden sich in der jeweils anderen Komponente, dies ist aber
nicht bevorzugt.
[0033] Vorzugsweise enthält die ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung mindestens
einen ersten Füllstoff mit einer mittleren Teilchengröße D50 der Primärpartikel von
5 bis 100 nm, bevorzugt von 10 bis 100 nm, bevorzugter 10 bis 80 nm, insbesondere
von 15 nm bis 90 nm und ganz besonders bevorzugt von 15 nm bis 50 nm und mindestens
einen zweiten Füllstoff mit einer mittleren Teilchengröße D50 der Primärpartikel von
größer als 0,1 µm bis 10 µm, z.B. 0,3 µm bis 10 µm, bevorzugt 0,5 µm bis 10 µm, bevorzugter
1 µm bis 10 µm, insbesondere 1 µm bis 8 µm und ganz besonders bevorzugt von 2 µm bis
6 µm. Bei der mittleren Teilchengröße handelt es sich um den D50 Wert der Primärpartikel.
Der D50 Wert ist der Wert der Partikelgrößenverteilung, bei dem genau 50% der vorhandenen
Partikel größer und 50% der vorhandenen Partikel kleiner sind, wobei sich der D50
Wert auf das Zahlenmittel bezieht. Die Partikelgrößenverteilungen können hier mittels
Laserdiffraktion nach ISO 13320 für Partikel größer gleich 0,1µm bzw. mittels dynamischer
Lichtstreuung nach ISO 22412 für Partikel kleiner 0,1µm ermittelt werden. Ein anderes
Messverfahren für Partikel kleiner 0,1µm ist die Photonenkorrelationsspektroskopie
gemäß ISO 13321.
[0034] In der ein- oder zweikomponentigen Siliconformulierung liegt das Gewichtsverhältnis
an Füllstoffen mit einer mittleren Teilchengröße D50 von kleiner oder gleich 0,1 µm
bzw. für den ersten Füllstoff zu Füllstoffen mit einer mittleren Teilchengröße D50
von größer als 0,1 µm bis kleiner oder gleich 10 µm bzw. für den zweiten Füllstoff
im Bereich von 10:1 bis 2:1, bevorzugt im Bereich von 9:1 bis 3:1 und besonders bevorzugt
im Bereich von 8:1 bis 4:1, wobei Bereiche von 6,5:1 bis 2:1 ebenfalls bevorzugt sind.
Auf diese Weise können eine verbesserte Grünstandfestigkeit und eine erhöhte Witterungsbeständigkeit
der gehärteten Formulierung erreicht werden.
[0035] Für den ersten Füllstoff werden ein oder mehrere, vorzugsweise mehrere Füllstoffe,
insbesondere zwei, drei oder mehr Füllstoffe, verwendet, die eine mittlere Teilchengröße
D50 der Primärpartikel kleiner gleich 0,1 µm, bevorzugt eine mittlere Teilchengröße
D50 der Primärpartikel von 5 nm bis 100 nm und bevorzugter von 10 nm bis 80 nm aufweisen.
Für den zweiten Füllstoff werden ein oder mehrere Füllstoffe, bevorzugt ein, zwei
oder mehr Füllstoffe, verwendet, die eine mittlere Teilchengröße D50 der Primärpartikel
von größer als 0,1 µm bis 10 µm, z.B. 0,3 µm bis 10 µm, bevorzugt 0,5 µm bis 10 µm,
bevorzugter 1 µm bis 10 µm, insbesondere 1 µm bis 8 µm aufweisen. Das Gewichtsverhältnis
von erstem Füllstoff zu zweitem Füllstoff liegt dabei bevorzugt im Bereich von 10:1
bis 1:2, noch mehr bevorzugt 10:1 bis 1:1, noch mehr bevorzugt 10:1 bis 2:1, bevorzugter
im Bereich von 9:1 bis 3:1 und besonders bevorzugt im Bereich von 8:1 bis 4:1, wobei
Bereiche von 6,5:1 bis 1:1 und 6,5:1 bis 2:1 ebenfalls bevorzugt sind.
[0036] Als Materialien für die Füllstoffe eignen sich alle in der Technik üblicherweise
eingesetzten Füllstoffe, sowohl für den ersten Füllstoff als auch für den zweiten
Füllstoff. Der erste und zweite Füllstoff können aus dem gleichen Material sein, sind
aber gewöhnlich aus unterschiedlichen Materialien.
[0037] Beispiele für geeignete Füllstoffe sind anorganische und organische Füllstoffe, zum
Beispiel Carbonate, pyrogene und/oder gefällte Metall- und/oder Halbmetalloxide oder
-hydroxide oder Mischoxide davon, Sulfate, Carbide, Nitride, Silicate, Glas, Kohlenstoffmodifikationen,
natürliche Minerale, Kieselsäuren, Kieselerden oder Russsorten. Konkrete Beispiele
sind natürliche, gemahlene oder gefällte Calciumcarbonate, z.B. Kreiden, welche gegebenenfalls
mit Fettsäuren, insbesondere Stearinsäure, beschichtet sind, calcinierte Kaoline,
Aluminiumoxide, Aluminiumhydroxide, Kieselerde, Kieselsäuren, insbesondere hochdisperse
Kieselsäuren aus Pyrolyseprozessen, Russ, insbesondere industriell hergestellter Russ
("carbon black"), Silicate, wie Aluminiumsilicate, Magnesium-Aluminiumsilicate, Zirkoniumsilicate,
Quarzmehl, Cristobalitmehl, Diatomeenerde, Glimmer, Eisenoxide, Titanoxide, Zirconiumoxide,
Gips, Annalin, Bariumsulfat, Borcarbid, Bornitrid, Graphit, Kohlefasern, Glas oder
Glashohlkugeln.
[0038] Als Kieselsäure eignen sich auch hydrophobe Kieselsäuren, insbesondere eine hydrophobe,
pyrogene Kieselsäure. Typischerweise weisen geeignete hydrophobe Kieselsäuren eine
BET-Oberfläche im Bereich von 100 bis 300 m
2/g auf. Die BET-Oberfläche wird beispielsweise bestimmt nach EN ISO 18757. Geeignete
hydrophobe Kieselsäuren lassen sich beispielsweise durch Hydrophobierung von hydrophilen
Kieselsäuren mit Organosilanen oder Organosiloxanen, z.B. Octamethylcyclotetrasiloxan,
Polydimethylsiloxan, Dimethyldichlorsilan oder Hexamethyldisilazan, herstellen. Geeignete
hydrophobe Kieselsäuren sind beispielsweise kommerziell erhältlich von Evonik Degussa
GmbH, Deutschland, von Cabot Corporation, USA oder von Wacker Chemie AG, Deutschland.
[0039] Bevorzugt eingesetzte Füllstoffe sind Calciumcarbonate, insbesondere natürliche oder
gefällte Kreiden, calcinierte Kaoline, Russ, Kieselerde, Kieselsäuren, insbesondere
hochdisperse Kieselsäuren, Siliciumdioxid, Titandioxide, Aluminiumoxide, Eisenoxide,
flammhemmende Füllstoffe wie Hydroxide oder Hydrate, insbesondere Hydroxide oder Hydrate
von Aluminium, bevorzugt Aluminiumhydroxid.
[0040] Eine geeignete Menge Füllstoff, einschließlich erstem und zweitem Füllstoff, liegt
z.B. im Bereich von 10 bis 70 Gew.-%, insbesondere 15 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 30
bis 60 Gew.-% und insbesondere 41 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die gesamte ein- oder
zweikomponentige Siliconformulierung.
[0041] Die Formulierung umfasst ferner einen oder mehrere Vernetzer für Poly(diorganosiloxane)
(Bestandteil d), bei denen es sich um alle hierfür in der Technik bekannten Vernetzer
handeln kann.
[0042] Der Vernetzer ist z.B. bevorzugt ausgewählt aus einem Tetraalkoxysilan, Organotrialkoxysilan,
Diorganodialkoxysilan und/oder Oligo(organoalkoxysilan), Tetrakisketoximosilan, Organotrisketoximosilan,
Diorganobisketoximosilan und/oder Oligo(organoketoximosilan), die gegebenenfalls funktionalisiert
sind mit einem oder mehreren Heteroatomen im Organyl-Rest, oder Mischungen davon.
[0043] Der Vernetzer für Polydiorganosiloxane ist bevorzugt ein Silan der Formel (II).
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2017/26/DOC/EPNWB1/EP13745624NWB1/imgb0002)
[0044] Der Rest R
6 steht unabhängig voneinander für einen Rest, wie er vorhergehend für R
3 im Poly(diorganosiloxan) der Formel (I) definiert worden ist. Selbstverständlich
ist R
6 dabei unabhängig von der Bedeutung von R
3 im Poly(diorganosiloxan). Der Rest R
7 steht unabhängig voneinander für einen Rest, wie er vorhergehend als R
4 im Poly(diorganosiloxan) der Formel (I) definiert worden ist. Selbstverständlich
ist R
7 dabei unabhängig von der Bedeutung von R
4 im Poly(diorganosiloxan). Vorzugsweise stehen die Reste R
7 für Alkoxy- oder Ketoximgruppen, wie sie vorhergehend beschrieben worden sind.
[0045] Weiterhin steht der Index q für einen Wert von 0 bis 4, mit der Maßgabe, dass falls
q für einen Wert von 3 oder 4 steht, mindestens q-2 Reste R
6 jeweils mindestens eine mit den Hydroxyl-, Alkoxy-, Acetoxy- oder Ketoximgruppen
des Poly(diorganosiloxans) reaktive Gruppe aufweisen. Insbesondere steht q für einen
Wert von 0, 1 oder 2, bevorzugt für einen Wert von 0 oder 1.
[0046] Beispiele geeigneter Silane der Formel (II) sind Methyltrimethoxysilan, Chlormethyltrimethoxysilan,
Ethyltrimethoxysilan, Propyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan,
Vinyltriethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Methyltripropoxysilan, Phenyltripropoxysilan,
Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetra-n-propoxysilan, Tetra-n-butoxysilan, Methyltris(methyl-ethylketoximo)silan,
Phenyltris(methyl-ethylketoximo)silan, Vinyltris(methyl-ethyl-ketoximo)silan, Methyltris(isobutylketoximo)silan
oder Tetra(methyl-ethylketoximo)silan. Besonders bevorzugt sind Methyltrimethoxysilan,
Vinyltrimethoxysilan, Tetraethoxysilan, Methyltris(methyl-ethylketoximo)silan, Vinyltris(methyl-ethylketoximo)silan
und Methyltris(isobutylketoximo)silan. Bevorzugte Ketoximosilane sind vielfach kommerziell
erhältlich, zum Beispiel von ABCR GmbH & Co, Deutschland, oder von Nitrochemie AG,
Deutschland.
[0047] Weiterhin können die Silane der Formel (II) auch bereits teilweise (ein Teil aller
R
7 = OH) oder vollständig hydrolysiert (alle R
7 = OH) vorliegen. Aufgrund der stark erhöhten Reaktivität von teilweise oder vollständig
hydrolysierten Silanen kann ihr Einsatz als Vernetzer vorteilhaft sein. Dem Fachmann
ist dabei bekannt, dass es beim Einsatz von teilweise oder vollständig hydrolysierten
Silanen zur Bildung von oligomeren Siloxanen, insbesondere zu Dimeren und/oder Trimeren,
kommen kann, welche durch Kondensation von hydrolysierten Silanen gebildet werden.
[0048] Besonders bevorzugte oligomere Siloxane sind beispielsweise Hexamethoxydisiloxan,
Hexaethoxydisiloxan, Hexa-n-propoxydisiloxan, Hexa-n-butoxydisiloxan, Octaethoxytrisiloxan,
Octa-n-butoxytrisiloxan und Decaethoxytetrasiloxan.
[0049] Selbstverständlich können als Vernetzer für Poly(diorganosiloxane) auch beliebige
Mischungen der vorhergehend genannten Silane eingesetzt werden.
[0050] Der Anteil des Vernetzers für Poly(diorganosiloxane) beträgt vorzugsweise 0,1 bis
15 Gew.-%, insbesondere 1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die
gesamte ein- oder zweikomponentige Siliconzusammensetzung.
[0051] Als optionalen Bestandteil kann die Siliconformulierung, insbesondere die zweikomponentige
Siliconformulierung, ferner einen oder mehrere Kondensationskatalysator enthalten
(Bestandteil e). Dieser dient als Katalysator für die Vernetzung der Polydiorganosiloxanen.
Bevorzugte Kondensationskatalysatoren sind Organylverbindungen und/oder Komplexe von
Metallen oder Halbmetallen, insbesondere aus den Gruppen Ia, IIa, IIIa, IVa, IVb oder
IIb des Periodensystems der Elemente, wie z.B. Sn-Verbindungen, Ti-Verbindungen, wie
Titanate, und Borate, oder Mischungen davon.
[0052] Bevorzugte zinnorganische Verbindungen sind Dialkylzinnverbindungen, z.B. ausgewählt
aus Dimethylzinndi-2-ethylhexanoat, Dimethylzinndilaurat, Di-n-butylzinndiacetat,
Di-n-butylzinndi-2-ethylhexanoat, Di-n-butylzinndicaprylat, Di-n-butylzinndi-2,2-dimethyloctanoat,
Di-n-butylzinndilaurat, Di-n-butylzinn-distearat, Din-butylzinndimaleinat, Di-n-butylzinndioleat,
Di-n-butylzinndiacetat, Di-n-octylzinndi-2-ethylhexanoat, Di-n-octylzinndi-2,2-dimethyloctanoat,
Di-n-octylzinndimaleinat und Din-octylzinndilaurat.
[0053] Als Titanate bzw. Organotitanate werden Verbindungen bezeichnet, welche mindestens
einen über ein Sauerstoffatom an das Titanatom gebundenen Liganden aufweisen. Als
über eine Sauerstoff-Titan-Bindung an das Titanatom gebundene Liganden eignen sich
dabei diejenigen, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkoxygruppe,
Sulfonatgruppe, Carboxylatgruppe, Dialkylphosphatgruppe, Dialkylpyrophosphatgruppe
und Acetylacetonatgruppe. Bevorzugte Titanate sind beispielsweise Tetrabutyl- oder
Tetraisopropyltitanat. Weiterhin geeignete Titanate weisen mindestens einen mehrzähnigen
Liganden, auch Chelatligand genannt, auf. Insbesondere ist der mehrzähnige Ligand
ein zweizähniger Ligand.
[0054] Geeignete Titanate sind beispielsweise unter den Handelsnamen Tyzor
® AA, GBA, GBO, AA-75, AA-65, AA-105, DC, BEAT, IBAY kommerziell erhältlich von der
Firma DorfKetal, Indien.
[0055] Selbstverständlich ist es möglich oder in gewissen Fällen sogar bevorzugt, Mischungen
verschiedener Katalysatoren einzusetzen. Beispielsweise ist eine Mischung einer zinnorganischen
Verbindung mit einem Titanat ein bevorzugter Katalysator.
[0056] Der Anteil des Kondensationskatalysators für die Vernetzung von Poly(diorganosiloxanen)
kann in breiten Bereichen variieren, beträgt aber vorzugsweise, falls eingesetzt,
0,001 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,005 bis 4 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 3 Gew.-%,
bezogen auf die gesamte ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung.
[0057] Ferner kann die ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung gegebenenfalls einen
oder mehrere Zusatzstoffe (Komponente f) ausgewählt aus Weichmachern, Rheologiehilfsmitteln,
Verdickungsmitteln, Haftvermittlern, Katalysatoren, Beschleunigern, Trocknungsmitteln,
Duftstoffen, Pigmenten, Bioziden, Stabilisatoren und Tensiden aber auch Verarbeitungshilfsmitteln,
Farbstoffen, Inhibitoren, Hitzestabilisatoren, Antistatika, Flammschutzmitteln, Wachsen,
Verlaufsmitteln, Thixotropiermitteln und weiteren dem Fachmann bekannten gängigen
Additiven umfassen. Hierfür können alle in der Technik bekannten und üblichen Zusatzstoffe
eingesetzt werden. Beim Einsatz von derartigen optionalen Bestandteilen ist es wichtig
darauf zu achten, dass Bestandteile, welche durch Reaktion untereinander oder mit
anderen Inhaltsstoffen die Lagerstabilität der Zusammensetzung beeinträchtigen könnten,
getrennt voneinander, aufbewahrt werden.
[0058] Geeignete Zusatzstoffe, insbesondere Weichmacher und Haftvermittler, welche in der
Siliconformulierung enthalten sein können, sind beispielsweise beschrieben in den
Absätzen [0051] bis [0055] der Patentanmeldung
US-A1-2010/063190.
[0059] Als Verdickungsmittel werden z.B. insbesondere wasserlösliche bzw. wasserquellbare
Polymere oder anorganische Verdickungsmittel verwendet. Beispiele für organische natürliche
Verdickungsmittel sind Agar-agar, Carrageen, Tragant, Gummi arabicum, Alginate, Pektine,
Polyosen, Guar-Mehl, Stärke, Dextrine, Gelatine oder Casein. Beispiele für organische
voll- oder teilsynthetische Verdickungsmittel sind Carboxymethylcellulose, Celluloseether,
Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Poly(meth)acrylsäurederivate, Poly(meth)acrylate,
Polyvinylether, Polyvinylalkohol oder Polyamide. Verdickungsmittel werden bei 2K-Formulierungen
insbesondere in der Komponente B eingesetzt, wenn die Komponente A ein Poly(diorganosiloxan),
bei dem die Reste R
4 für Alkoxy-, Acetoxy- oder Ketoximgruppen stehen, verwendet wird, insbesondere wenn
die Komponente B auch Wasser enthält.
[0060] Die ein- oder zweikomponentige Siliconfiormulierung kann gegebenenfalls weitere Inhaltsstoffe
und Zusätze wie endgruppenverschlossene Siliconöle, z.B. mit einer Viskosität von
10 bis 1'000 mPa·s (bestimmt nach der im experimentellen Teil beschriebenen Methode),
aminofunktionalisierte Oligosiloxane, Polyamine, Polyether, Heteropolyether und/oder
Polyetheramine enthalten. Die endgruppenverschlossenen Siliconöle sind nicht zur Vernetzung
geeignet und können bei der zweikomponentigen Formulierung in einer oder beiden Komponenten
enthalten sein. Sie eignen sich z.B. zur Einstellung der Viskosität. Solche endgruppenverschlossenen
Siliconöle entsprechen Verbindungen der allgemeinen Formel (I), wobei R
1, R
2 und R
3 unabhängig voneinander die oben beschriebenen Bedeutungen haben, p einen Wert von
3 hat und m so gewählt ist, dass eine Viskosität von 10 bis 1'000 mPa·s eingestellt
ist.
[0061] Die Siliconformulierung, insbesondere die zweikomponentige Siliconformulierung, kann
z.B. mindestens ein Additiv ausgewählt aus Polyamin, Polyether, Heteropolyether und
Polyetheramin umfassen. Als Additiv eignen sich auch Derivate der genannten Verbindungen.
Insbesondere weist das Additiv zusätzlich mindestens eine funktionelle Gruppe der
Formel -XH auf, wobei X für O, S oder NR
5 steht und R
5 für ein Wasserstoffatom oder für einen linearen oder verzweigten, einwertigen Kohlenwasserstoffrest
mit 1 bis 20 C-Atomen steht. Weiterhin weisen geeignete Additive bevorzugt ein Molekulargewicht
im Bereich von 100 bis 10000 g/mol auf. Vorzugsweise ist das Additiv ein Polyamin
oder Polyetheramin. Geeignete Polyamine sind insbesondere Polyalkylenimin, wie Polyethylenimin
oder Polypropylenimin, oder alkoxyliertes Polyamin, wie ethoxyliertes und/oder propoxyliertes
Ethylendiamin. Geeignete Polyetheramine sind Polyoxyethylenamin, Polyoxypropylenamin
oder Polyoxyethylen-polyoxypropylenamin. Als Polyetheramine besonders bevorzugt sind
Polyethermonoamine, Polyetherdiamine oder Polyethertriamine. Bei den Aminogruppen
kann es sich dabei um primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppen handeln. Insbesondere
handelt es sich bei den Aminogruppen um primäre oder sekundäre Aminogruppen.
[0062] Geeignete Polyetheramine sind beispielsweise unter dem Handelsnamen Jeffamine
® kommerziell erhältlich von Huntsman Corporation, USA. Besonders geeignet sind Jeffamine
® der Serien M, D, ED, DER, T, SD oder ST.
[0063] Der Anteil des vorstehend beschriebenen Additivs beträgt, falls eingesetzt, z.B.
0,05 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 3 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 1,5 Gew.-%, bezogen
auf die gesamte ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung.
[0064] Dieses Additiv eignet sich z.B. bei zweikomponentigen Siliconformulierungen, wobei
die Füllstoffe und das Additiv je in einer der beiden separaten Komponenten der zweikomponentigen
Siliconzusammensetzungen enthalten sind. Beim Zusammenführen der beiden Komponenten
kann dies zu einem Viskositätsanstieg von über 100% gegenüber der Ausgangsviskosität
der höherviskosen Komponente der zweikomponentigen Siliconzusammensetzung führen.
[0065] Es ist bevorzugt, dass die erfindungsgemäße ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung
das folgende Polydiorganosiloxan A1) nicht enthält:
A1) ein Polydiorganosiloxan enthaltend mindestens eine Kettenendgruppe pro Molekül,
die eine Multialkoxysilylgruppe der folgenden Formel umfasst
-Zb-R4(Z-SiR2n(OR3)3-n)a
worin R2 unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Wasserstoffatom und
einwertigen Kohlenwasserstoffgruppen umfassend 1 bis etwa 18 Kohlenstoffatome, R3 eine unabhängig ausgewählte Alkylgruppe umfassend 1 bis etwa 8 Kohlenstoffatome ist,
Z unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus zweiwertigen Kohlenwasserstoffgruppen
umfassend etwa 2 bis 18 Kohlenstoffatome und einer Kombination von zweiwertigen Kohlenwasserstoffgruppen
und Siloxansegmenten beschrieben durch die Formel
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2017/26/DOC/EPNWB1/EP13745624NWB1/imgb0003)
worin R2 wie vorstehend definiert ist und G eine unabhängig ausgewählte zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe
umfassend etwa 2 bis 18 Kohlenstoffatome ist, c eine ganze Zahl von 1 bis etwa 6 ist,
x 0 oder 1 ist und y 0 oder 1 ist, R4 unabhängig ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Siliciumatom und einer
Siloxangruppe umfassend mindestens zwei Siliciumatome und jedes Z an ein Siliciumatom
von R4 gebunden ist, wobei die restlichen Valenzen der Siliciumatome von R4 an ein Wasserstoffatom, eine einwertige Kohlenwasserstoffgruppe umfassend 1 bis etwa
18 Kohlenstoffatome gebunden ist oder Siloxanbindungen bilden, n 0, 1 oder 2 ist,
a mindestens 2 ist, und b 0 oder 1 ist, mit der Maßgabe, dass, wenn b 0 ist, R4 an das Poldiorganosiloxan über eine Siloxanbindung gebunden ist.
Es ist ferner bevorzugt, dass die erfindungsgemäße ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung
das folgende Polymer A2) und/oder das folgende Polydimethylsiloxan A3) nicht enthält:
A2) ein Polymer der Formel
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2017/26/DOC/EPNWB1/EP13745624NWB1/imgb0004)
worin h mindestens 2 ist,
A3) ein Polydimethylsiloxan der Formel
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2017/26/DOC/EPNWB1/EP13745624NWB1/imgb0005)
worin h mindestens 2 ist.
[0066] Das Polydimethylsiloxan A3) kann gemäß
US 6235832 B1 wie folgt hergestellt werden:
203 g (0,686 mol) Tris(dimethylsiloxy)-n-propylsilan hergestellt wie im U.S.-Patent 5,446,185 beschrieben und 5000 ppm einer Lösung eines Platin-Vinylsiloxan-Komplexes enthaltend
30 ppm Platinmetall wurden auf 100° C erwärmt. Die Wärme wurde dann entfernt und 150
g (1,01 mol) Vinyltrimethoxysilan wurden tropfenweise über einen Zeitraum von etwa
45 min zugegeben unter ausreichender Rührung zur Aufrechterhaltung einer Topftemperatur
von etwa 100 - 105° C. Die Analyse der Reaktionsmischung durch Gas-Flüssigkeits-Chromatographie
(Hewlett Packard 5890 Series II mit einem Flammionisationsdetektor) zeigte eine Ausbeute
von etwa 40% einer Multialkoxysilyl-Endverschlussverbindung ("Endcapper A"). Die Reaktionsmischung
wurde destilliert, um 141 g Endcapper A mit der folgenden Fomel und siedend bei 155°
C bei einem Druck von 0,5 mm Hg zu ergeben:
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2017/26/DOC/EPNWB1/EP13745624NWB1/imgb0006)
[0067] Als nächstes wurden 400 g eines vinyl-endblockierten Polydimethylsiloxans (PDMS)
mit einer Viskosität von 65 Pa·s, gemessen bei 25°C mit einem Brookfield-Rheometer
und enthaltend 0,012mol Vinyl und 294 ppm einer Lösung eines Platin-Vinylsiloxan-Komplexes
enthaltend 1,8 ppm Platinmetall für mehrere Minuten bei 50° C gemischt. Die Wärme
wurde entfernt und 7,72 g (enthaltend 0,012 mol Wasserstoff) Endcapper A hergestellt
wie vorstehend beschrieben wurden dann zugegeben und das Mischen wurde 1 Stunde fortgesetzt.
Die Mischung wurde bei etwa 50 mm Hg Vakuum entlüftet und zur Reaktion über Nacht
stehengelassen. Das Vinyl am PDMS reagierte mit dem SiH im Endcapper und es wurde
kein restliches Vinyl gefunden bei der Prüfung mit FT-IR (Perkin Elmer 1600 Series).
Polydimethylsiloxane endblockiert with Endcapper A und mit einer Gesamtviskosität
von etwa 65 Pa·s, gemessen bei 25°C mit einem Brookfield-Rheometer, mit der vorstehend
angegebenen Formel für Polydimethylsiloxan A3) wurden gebildet.
[0068] Polydiorganosiloxane gemäß A1), A2) und A3) sind in der
US 6235832 B1 beschrieben.
[0069] Es ist ferner zweckmäßig, dass die erfindungsgemäße ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung
die folgende Verbindung B1) und/oder die folgende Reaktionsmischung B2) nicht enthält:
B1) ein Di(ethylacetoacetat)diisopropoxytitanat-Chelat
B2) eine Reaktionsmischung aus einer 2:1 molaren Mischung von Glycidoxypropyltrimethoxysilan
und Aminopropyltrimethoxysilan.
[0070] Es ist ferner bevorzugt, dass von den erfindungsgemäßen ein- oder zweikomponentigen
Siliconformulierungen solche Formulierungen ausgenommen sind, die ein Polydiorganosiloxan
ausgewählt aus einem Polymer A2) und einem Polydimethylosiloxan A3) wie vorstehend
beschrieben, eine Verbindung B1) wie vorstehend beschrieben, eine Reaktionsmischung
B2) wie vorstehend beschrieben und Methyltrimethoxysilan enthalten.
[0071] Es ist ferner bevorzugt, dass von den erfindungsgemäßen ein- oder zweikomponentigen
Siliconformulierungen folgende Formulierungen, Angaben in Gew.-% unter Bezugnahme
auf die vorstehend beschriebenen Substanzen, ausgenommen sind:
Polydimethylsiloxane umfassend Polymere A2) mit einer Gesamtviskosität von etwa 65
Pa.s, gemessen bei 25°C mit einem Brookfield-Rheometer |
56% |
|
Polydimethylsiloxane A3) endblockiert mit Endcapper A mit einer Gesamtviskosltät von
etwa 65 Pa.s, gemessen bei 25°C mit einem Brookfield-Rheometer, hergestellt wie vorstehend
beschrieben |
|
56% |
gefälltes Calciumcarbonat behandelt mit Stearat und mit einer Tellchengröße von etwa
0,075 Mikron |
35% |
35% |
gemahlenes Calciumcarbonat behandelt mit Stearat und mit einer Tellchengröße von etwa
3 Mikron |
5% |
5% |
Verbindung B1) |
1% |
1% |
Methyltrlmethoxysllan |
2,5% |
2,5% |
Reaktionsmischung B2) |
0,5% |
0,5% |
[0072] Bei einer einkomponentigen Siliconformulierung sind alle Bestandteile in einer Komponente
als Mischung enthalten. Bei einer zweikomponentigen Siliconformulierung liegen zwei
gesonderte Komponenten A und B vor, in der jeweils Mischungen von einem Teil der Bestandteile
enthalten sind. Solche Kits aus zwei Komponenten sind dem Fachmann bestens vertraut.
In einer bevorzugten Ausführungsform befinden sich die Bestandteile a), b) und c)
als Mischung in der ersten Komponente A und Bestandteil d) und gegebenenfalls der
optionale Bestandteil e) in der zweiten Komponente B. Der oder die optionalen Zusatzstoffe
f) sind bevorzugt in Komponente A enthalten, soweit vorstehend nichts anderes angegeben
wurde. In der Komponente B können aber z.B. auch gegebenenfalls Zusatzstoffe, Bestandteile
f), wie z.B. Verdickungsmittel, die vorstehend beschriebenen Additive oder die endgruppenverschlossenen
Siliconöle enthalten sein, um die Viskosität zu steuern.
[0073] Weiterhin ist es vorteilhaft, alle genannten, in der zweikomponentigen Siliconformulierung
gegebenenfalls vorhandenen Bestandteile so auszuwählen, dass die Lagerstabilität der
beiden Komponenten der zweikomponentigen Siliconformulierung durch die Anwesenheit
eines solchen Bestandteils nicht negativ beeinflusst wird, d.h., dass sich die Zusammensetzung
in ihren Eigenschaften, insbesondere den Applikations- und Aushärtungseigenschaften,
bei der Lagerung nicht oder nur wenig verändert. Dies bedingt, dass zur chemischen
Aushärtung der beschriebenen zweikomponentigen Siliconzusammensetzung führende Reaktionen
während der Lagerung nicht in signifikantem Ausmaß auftreten. In manchen Fällen kann
es sinnvoll sein, gewisse Bestandteile vor dem Einmischen in die Zusammensetzung chemisch
oder physikalisch zu trocknen.
[0074] Typischerweise weist die Komponente A bei erfindungsgemäßen zweikomponentigen Siliconzusammensetzungen
eine Viskosität im Bereich von 500 bis 5000 Pa·s, insbesondere 500 bis 3000 Pa·s,
auf. Die Komponente B weist typischerweise eine Viskosität im Bereich von 1 bis 1500
Pa·s, insbesondere von 10 bis 700 Pa·s auf. Die Viskosität wird nach der im experimentellen
Teil beschriebenen Methode bestimmt.
[0075] Sowohl die einkomponentige Siliconformulierung als auch die Komponente A und Komponente
B der zweikomponentigen Siliconformulierung werden insbesondere unter Ausschluss von
Feuchtigkeit hergestellt und aufbewahrt. Die einkomponentige Formulierung bzw. die
beiden Komponenten A und B sind getrennt voneinander lagerstabil, das heisst, sie
können in einer geeigneten Verpackung oder Anordnung über einen Zeitraum von mehreren
Monaten bis zu einem Jahr und länger aufbewahrt werden, ohne dass sie sich in ihren
Anwendungseigenschaften oder in ihren Eigenschaften nach der Aushärtung in einem für
ihren Gebrauch relevanten Ausmaß verändern. Üblicherweise wird die Lagerstabilität
über die Messung der Viskosität oder der Reaktivität über die Zeit ermittelt.
[0076] Die ein- oder zweikomponentige Siliconzusammensetzung eignet sich als Klebstoff,
Dichtstoff, Beschichtung oder als Gussmasse. Insbesondere eignet sie sich zum Verkleben,
Abdichten oder Beschichten von Substraten. Geeignete Substrate sind z.B. ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Beton, Mörtel, Backstein, Ziegel, Keramik, Gips, Naturstein
wie Granit oder Marmor, Glas, Glaskeramik, Metall oder Metalllegierung wie Aluminium,
Stahl, Buntmetall, verzinktes Metall, Holz, Kunststoff wie PVC, Polycarbonat, Polymethyl(meth)acrylat,
Polyester, Epoxidharz, Farbe und Lack. Metalle oder Metalllegierungen können vorbehandelt
sein, z.B. durch anodisieren oder galvanisieren.
[0077] Typischerweise eignet sich die erfindungsgemäße Siliconzusammensetzung als Kleb-
oder Dichtstoff, insbesondere für Anwendungen, welche eine Zusammensetzung mit einer
guten Anfangsfestigkeit und einem geringen Abrutschverhalten erfordern. Insbesondere
eignen sich die Siliconformulierungen für den Fenster- oder Fassadenbau, für die Verklebung
und Abdichtung von Solarpaneelen und für die Verwendung im Fahrzeugbau. Die erfindungsgemäße
ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung eignet sich insbesondere als elastischer
Klebstoff für das strukturelle Kleben, insbesondere in den Bereichen Fassade, Isolierglas,
Fensterbau, Automobil, Solar und Bau.
[0078] Dementsprechend betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Verfüllen eines Raumes
zwischen zwei Substraten, um eine Anordnung zu erzeugen, umfassend a) das Bereitstellen
einer erfindungsgemäßen ein- oder zweikomponentigen Siliconformulierung, wobei im
Fall einer zweikomponentigen Siliconformulierung die beiden Komponenten miteinander
vermischt werden, wobei anschließend b1) die einkomponentige Siliconformulierung oder
die gemischte zweikomponentige Siliconformulierung auf ein erstes Substrat aufgebracht
wird und ein zweites Substrat mit der auf dem ersten Substrat aufgebrachten Siliconformulierung
in Kontakt gebracht wird, oder b2) ein durch Anordnen von einem ersten Substrat und
einem zweiten Substrat gebildeter Raum mit der einkomponentigen Siliconformulierung
oder der gemischten zweikomponentigen Siliconformulierung verfüllt wird. Anschließend
wird c) die applizierte oder verfüllt Siliconformulierung ausgehärtet.
[0079] Bei Einsatz einer einkomponentigen Siliconformulierung wird die Mischung einfach
aus dem Aufbewahrungsbehälter gedrückt oder entnommen, und dann aufgebracht oder verfüllt.
Die Aushärtung erfolgt in der Regel durch die Feuchtigkeit in der Umgebung. Die Härtung
erfolgt bevorzugt bei Umgebungstemperatur, d.h. ein Erwärmen ist nicht erforderlich.
[0080] Bei der Applikation oder Verfüllung der zweikomponentigen Siliconformulierung werden
die Komponenten A und B, z.B. durch Rühren, Kneten, Walzen oder dergleichen, insbesondere
jedoch über einen Statikmischer, miteinander vermischt. Dabei kommen die Hydroxylgruppen
oder die hydrolysierbaren Gruppen des Poly(diorganosiloxans) in Kontakt mit den hydrolysierbaren
oder gegebenenfalls mit bereits hydrolysierten Gruppen des Vernetzers, wodurch es
zur Aushärtung der Zusammensetzung durch Kondensationsreaktionen kommt, die gegebenenfalls
durch den optionalen Kondensationskatalysator unterstützt werden. Der Kontakt der
Siliconformulierung mit Wasser, insbesondere in Form von Luftfeuchtigkeit, bei der
Applikation oder Verfüllung kann die Vernetzung ebenfalls begünstigen, da durch Reaktion
des Wassers mit hydrolysierbaren Gruppen höherreaktive Silanolgruppen gebildet werden.
Die Aushärtung der zweikomponentigen Siliconzusammensetzung erfolgt bevorzugt bei
Umgebungstemperatur, d.h. ein Erwärmen ist nicht erforderlich.
[0081] Bei der Vernetzung der ein- oder zweikomponentigen Siliconzusammensetzung entstehen
als Nebenprodukte der Kondensationsreaktion insbesondere Verbindungen, welche weder
die Formulierung noch das Substrat, auf dem die Formulierung appliziert oder verfüllt
wird, beeinträchtigen. Am meisten bevorzugt handelt es sich bei den Nebenprodukten
um Verbindungen, welche sich leicht aus der vernetzenden oder der bereits vernetzten
Formulierung verflüchtigen.
[0082] Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Mischung der Komponente A und B bevorzugt
so, dass das Gewichtsverhältnis der Komponente A zu Komponente B ≥ 1:1, insbesondere
3:1 bis 15:1 und besonders bevorzugt von 10:1 bis 14:1 beträgt.
[0083] Die einkomponentige Siliconformulierung oder, im Falle der zweikomponentigen Siliconformulierung,
die Mischung der beiden Komponenten sind vor bzw. beim Aufbringen auf das erste Substrat
oder beim Verfüllen des zwischen den beiden Substraten gebildeten Raumes bevorzugt
fließfähig und weisen besonders bevorzugt eine Viskosität im Bereich von 500 bis 5000
Pas auf. Die Viskosität kann nach der im experimentellen Teil aufgeführten Methode
bestimmt werden. Die einkomponentige Siliconformulierung oder, im Falle der zweikomponentigen
Siliconformulierung, die Mischung der beiden Komponenten weisen vor bzw. beim Aufbringen
auf das erste Substrat oder vor bzw. beim Verfüllen des zwischen den beiden Substraten
gebildeten Raumes ferner bevorzugt eine Nachgebegrenze von weniger als 150 Pa, bevorzugt
weniger als 100 Pa und besonders bevorzugt weniger als 80 Pa auf. Das entsprechende
Prüfverfahren ist nachstehend im experimentellen Teil beschrieben. Bevorzugt ist eine
feuchtigkeitshärtende RTV-Silikonformulierungen, 1K oder 2K, wobei 2K bevorzugt ist.
[0084] Die erfindungsgemäßen Siliconformulierungen weisen nach dem Aufbringen bzw. Verfüllen
ein hohes Maß an Grünstandfestigkeit auf und sind im gehärteten Zustand außerordentlich
witterungsstabil. Der slip down als Maß für die Grünstandfestigkeit liegt bevorzugt
im Bereich von 0 bis 2 mm. Der Abfall der Zugfestigkeit nach künstlicher Bewitterung
als Maß für die Witterungsstabilität beträgt für die gehärtete Formulierung bevorzugt
weniger 25%. Die Prüfverfahren hierfür werden im den experimentellen Teil näher erläutert.
[0085] Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung, umfassend eine gehärtete Siliconformulierung
aus der einkomponentigen Siliconformulierung oder der Mischung der beiden Komponenten
der zweikomponentigen Siliconformulierung zwischen zwei Substraten. Diese Anordnung
ist insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich.
Beispiele
[0086] Im Folgenden werden einige Beispiele aufgeführt, welche die Erfindung weiter veranschaulichen,
den Umfang der Erfindung aber in keiner Weise beschränken sollen. Sofern nicht anders
angegeben, beziehen sich alle Anteile und Prozentsätze auf das Gewicht.
Herstellung der Siliconformulierungen
[0087] Bei den in Tabelle 1 aufgeführten Siliconformulierungen handelt es sich um 2-komponentige
Formulierungen. Alle Mengenangaben beziehen sich auf Gewichtsprozent der Gesamtformulierung
(Komponente A + B vermischt im Verhältnis 13:1 Gewicht/Gewicht). Zur Herstellung der
Komponente A wurden die angegebene Menge OH-terminiertes Poly(diorganosiloxan), ½
der angegebenen Menge endgruppenverschlossenes Poly(diorganosiloxan) und die angegebene
Menge der Füllstoffe in einem Dissolver bei Raumtemperatur unter Inertatmosphäre miteinander
vermischt und eingerührt, bis eine makroskopisch homogene Paste erhalten wurde. Zur
Herstellung der Komponente B wurden ½ der angegebenen Menge endgruppenverschlossenes
Poly(diorganosiloxan), die angegebene Menge funktionelles Trialkoxysilan und die angegebene
Menge Sn-Verbindung in einem Dissolver bei Raumtemperatur unter Inertatmosphäre miteinander
vermischt und eingerührt, bis eine makroskopisch homogene Paste erhalten wurde. Eine
Mischung nur mit feinen Füllstoffen wurde nicht durchgeführt, da solche Mischungen
nur schwer verarbeitbar sind.
[0088] Die Komponenten A und B wurden direkt nach dem Mischen getrennt in Kartuschen abgefüllt,
luftdicht verschlossen gelagert und direkt vor Applikation im GewichtsVerhältnis A:B
= 13:1 in einem Dissolver unter Vakuum miteinander vermischt, bis eine makroskopisch
homogene Paste erhalten wurde.
Herstellung der Probekörper und Beschreibung der Prüfmethoden
Zugfestigkeit nach Lagerung und nach Lagerung unter UV-Behandlung
[0089] Die Methode zur Bestimmung der Zugfestigkeit sowie die Herstellung der dazu benötigten
Probekörper wird beschrieben in EOTA-ETAG 2 vom Januar 2002. Gemessen wurde an Prüfkörpern
für den Zugversuch der Abmessung 12 x 12 x 50 mm unter Verwendung von anodisiertem
Aluminium und Floatglas als Substrat. Aluminium wurde mit Sika Aktivator® C-205 und
Floatglas mit Sika® Cleaner P (jeweils erhältlich von der Sika Schweiz AG) vorbehandelt.
Je drei Probekörper wurden für 1 Tag bei 23°C/50% r.F. gelagert, entformt und für
weitere 6 Tage bei 23°C/50% r.F. gelagert und anschließend geprüft, weitere je drei
Probekörper wurden zusätzlich nach der beschriebenen Lagerung für 21 Tage in einem
Suntester Typ XLS der Firma Atlas bei 55°C im Wasserbad gelagert und mit Licht der
Wellenlänge 300-800 nm bei einer Stärke von 550 W/m
2 bestrahlt. Die Prüfung der Zugfestigkeit wurde in allen Fällen bei 23°C und 50% r.F.
durchgeführt.
Viskosität und Nachgebegrenze
[0090] Die Viskosität wurde, wenn nicht anders angegeben, in Anlehnung an DIN 53018 bestimmt.
Die Messung der Viskosität erfolgte mittels Kegel-Platte-Viskosimeter Physica MCR101
der Firma Anton Paar, Österreich, Kegel-Typ CP 25-1, Temperatur 23°C. Die angegebenen
Viskositätswerte für Poly(diorganosiloxane) und endgruppenverschlossenen Siliconöle
beziehen sich dabei auf eine Scherrate von 0,5 s
-1. Die angegebenen Werte für die Komponente A, die Komponente B und für die Mischung
der Komponenten A und B wurden bei einer Scherrate von 0,89 s
-1 ermittelt.
[0091] Die in der Tabelle 1 angegebenen Werte für Viskosität und Nachgebegrenze beziehen
sich auf die Mischung von A und B. Zur Messung wurden die Proben der jeweiligen Komponenten
A und B der zweikomponentigen Siliconformulierung unmittelbar nach Mischung ohne weitere
Zusätze oder Verarbeitungsschritte aufgebracht.
[0092] Die Nachgebegrenze wurde bestimmt bei 23°C/50% r.F. auf einem Rheometer Typ Physica
MCR101 der Firma Anton Paar unter Verwendung eines Kegel-Platte Systems. Dazu wurde
ein Oszillationsversuch mit einer konstanten Kreisfrequenz w= 10 s
-1 und einer Deformation y = 0,01 bis 100% mit stets 6 Messpunkten pro Dekade durchgeführt.
Die Nachgebegrenze erhält man als Schubspannung beim Beginn des Abfalls der Kurve
des Speichermoduls.
Slip-Down
[0093] Die Messung des slip down erfolgte bei 23°C/ 50% r.F. Dazu wurden Raupen der Abmessung
70 x 12 x 5 mm (L x B x H) auf einen Steg aus anodisiertem Aluminium aufgetragen.
Der Aluminiumsteg wurde senkrecht auf eine Glasplatte aus Floatglas aufgebracht und
bis auf 3 mm Abstand angedrückt. Der slip-down wurde nach 24 h als Abrutschen des
Aluminiumsteges aus der Anfangsposition bestimmt.
Tabelle 1
|
Beispiel 1a |
Beispiel 2 |
Beispiel 3 |
Beispiel 4a |
Beispiel 5 |
Beispiel 6 |
Beispiel 7a |
OH-terminiertes Poly(dimethylsiloxan)* |
36,8 |
39,36 |
48,4 |
51,6 |
48,2 |
50,1 |
28,1 |
Trimethylsilyl-terminiertes Poly(dimethylsiloxan)** |
9,4 |
11,3 |
3,8 |
3,9 |
3,6 |
3,8 |
11,0 |
Octyltrimethoxysilan |
4,0 |
1,9 |
3,5 |
3,0 |
3,4 |
3,5 |
2,8 |
Bis-(triethoxysilyl)ethan |
|
1,8 |
0,9 |
1,4 |
0,9 |
0,9 |
|
EO-PO-EO-Triblockcopolymer*** |
|
|
|
|
|
|
1,4 |
EO-PO-funktionalisiertes Ethylendiamin**** |
1,4 |
1,4 |
0,4 |
1,4 |
0,6 |
0,4 |
3,6 |
Russ (D50: 56nm, BET: 45m2/g) |
1,1 |
0,6 |
1,7 |
1,7 |
1,8 |
1,7 |
|
Pyrogene Silica (D50: 10nm, BET: 100 m2/g) |
0,8 |
0,9 |
7,2 |
5,0 |
6,6 |
6,3 |
|
Gefällte Kreide (D50: 80nm, BET: 17m2/g) |
18 |
34,9 |
25,4 |
18,2 |
28,5 |
28,8 |
|
Al(OH)3 (D50: 1,3µm, BET: 3.5m2/g) |
|
|
4,3 |
6,8 |
4,3 |
4,4 |
|
Natürliche Kreide (D50: 6µm) |
28,0 |
7,8 |
4,4 |
6,8 |
2,2 |
|
53,1 |
Dioctyl-Sn-diketanoat (21w% Sn) |
0,56 |
0,04 |
0,10 |
0,09 |
0,06 |
0,06 |
0,03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Verhältnis feine : grobe Füllstoffe |
1:1,4 |
4,7:1 |
4:1 |
1,8:1 |
5,7:1 |
8,4:1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Slip down [mm] |
3 |
0 |
0 |
4 |
0,3 |
0 |
f.h. |
Nachgebegrenze [Pa] |
74 |
72 |
38 |
n.b. |
n.b. |
n.b. |
83 |
Viskosität [Pa*s] |
1'100 |
1'200 |
2'100 |
1700 |
2'500 |
2'400 |
1'550 |
Zugfestigkeit (7d 23/50) [MPa] |
1,1 |
1,04 |
1,1 |
1,00 |
1,18 |
1,01 |
0,4 |
Zugfestigkeit (21d 55°C Wasserbad, hv) [MPa] |
0,6 |
1,1 |
1,08 |
0,74 |
1,17 |
1,02 |
0,2 |
Änderung Zugfestigkeit |
-45% |
+ 6% |
+ 2% |
-26% |
-1% |
+1% |
-50% |
a Beispiel nicht gemäß der Erfindung
Rezepturbestandteile sind % w/w und bezogen auf die Gesamtformulierung (A + B gemischt).
f.h.: fällt herunter; n.b.: nicht bestimmt
*Viskosität 20000 mPas
**Viskosität 100 mPas
***Viskosität 200 mPas (50°C, nach ISO 53015), Fließpunkt 14°C (nach ISO 3016)
**** Viskosität 500 mPas (20°C, nach ISO 53015), Trübungspunkt 73-79°C (nach DIN 23015) |
1. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung, umfassend
a) mindestens ein Poly(diorganosiloxan), das ein oder mehrere Polydiorganosiloxane
der Formel (I) ist
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wobei
die Reste R1, R2 und R3 unabhängig voneinander für lineare oder verzweigte, einwertige Kohlenwasserstoffreste
mit 1 bis 12 C-Atomen stehen, welche gegebenenfalls ein oder mehrere Heteroatome,
und gegebenenfalls eine oder mehrere C-C-Mehrfachbindungen und/oder gegebenenfalls
cycloaliphatische und/oder aromatische Anteile bzw. Reste aufweisen; die Reste R4 unabhängig voneinander für Wasserstoff, Hydroxylgruppen oder für Alkoxy-, Acetoxy-
oder Ketoximgruppen mit jeweils 1 bis 13 C-Atomen stehen, welche gegebenenfalls ein
oder mehrere Heteroatome, und gegebenenfalls eine oder mehrere C-C-Mehrfachbindungen
und/oder gegebenenfalls cycloaliphatische und/oder aromatische Anteile bzw. Reste
aufweisen, wobei die Reste R4 bevorzugt für Hydroxylgruppen oder für Alkoxygruppen stehen; der Index p für einen
Wert von 0, 1 oder 2 steht; und der Index m so gewählt ist, dass das Poly(diorganosiloxan)
bei einer Temperatur von 23 °C eine Viskosität von 10 bis 500000 mPa·s aufweist,
b) mindestens einen ersten Füllstoff mit einer mittleren Teilchengröße D50 kleiner
gleich 0,1 µm,
c) mindestens einen zweiten Füllstoff mit einer mittleren Teilchengröße D50 im Bereich
von größer als 0,1 µm bis 10 µm und
d) mindestens einen Vernetzer für das Poly(diorganosiloxan),
wobei die Bestandteile bei der einkomponentigen Siliconformulierung in einer Komponente
und bei der zweikomponentigen Siliconformulierung aufgeteilt in zwei Komponenten A
und B enthalten sind, und
wobei das Gewichtverhältnis von erstem Füllstoff zu zweitem Füllstoff im Bereich von
10:1 bis 2:1 liegt.
2. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtverhältnis von erstem Füllstoff zu zweitem Füllstoff im Bereich von 9:1
bis 3:1 und bevorzugt im Bereich von 8:1 bis 4:1 liegt.
3. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Poly(diorganosiloxan) mindestens ein OH-terminiertes Poly(diorganosiloxan)
und/oder mindestens ein Alkoxysilylterminiertes Poly(diorganosiloxan) umfasst oder
ist.
4. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Poly(diorganosiloxan) eine Viskosität im Bereich von 10 bis 500000
mPas, vorzugsweise im Bereich von 5000 bis 350000mPas, bei 23°C aufweist.
5. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Vernetzer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Tetraalkoxysilan,
Organotrialkoxysilan, Diorganodialkoxysilan und Oligo(organoalkoxysilan), Tetrakisketoximosilan,
Organotrisketoximosilan, Diorganobisketoximosilan und Oligo(organoketoximosilan) oder
Mischungen davon.
6. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner
umfassend
e) mindestens einen Kondensationskatalysator.
7. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner
umfassend
f) mindestens einen Zusatzstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Weichmachern,
Rheologiehilfsmitteln, Verdickungsmitteln, Haftvermittlern, Katalysatoren, Beschleunigern,
Trocknungsmitteln, Duftstoffen, Pigmenten, Bioziden, Stabilisatoren und Tensiden.
8. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine zweikomponentige Siliconformulierung handelt, wobei die Bestandteile
a), b) und c) sowie gegebenenfalls der oder die optionalen Zusatzstoffe f) in der
ersten Komponente A und Bestandteil d) und gegebenenfalls der optionale Bestandteil
e) in der zweiten Komponente B enthalten sind.
9. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Formulierung ferner einen Zusatzstoff ausgewählt aus endgruppenverschlossenem
Siliconöl, aminofunktionalisiertem Organotrialkoxysilan, epoxyfunktionalisiertem Organotrialkoxysilan,
mercaptofunktionalisiertem Organotrialkoxysilan, aminofunktionalisiertem Oligosiloxan,
Polyamin, Polyether, Heteropolyether und/oder Polyetheramin umfasst.
10. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine RTV-Siliconformulierung handelt.
11. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine feuchtigkeitshärtende und/oder fließfähige Siliconformulierung handelt.
12. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten Füllstoff mehrere Füllstoffe verwendet werden.
13. Ein- oder zweikomponentige Siliconformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten Füllstoff ein oder mehrere Füllstoffe verwendet werden, die eine mittlere
Teilchengröße D50 der Primärpartikel von 5 bis 100 nm aufweisen, und/oder für den
zweiten Füllstoff ein oder mehrere Füllstoffe verwendet werden, die eine mittlere
Teilchengröße D50 der Primärpartikel von 0,5 µm bis 10 µm, bevorzugt von 1 µm bis
8 µm aufweisen.
14. Verwendung einer ein- oder zweikomponentigen Siliconformulierung nach einem der Ansprüche
1 bis 13 als elastischer Klebstoff für das strukturelle Kleben, insbesondere in den
Bereichen Fassade, Isolierglas, Fensterbau, Automobil, Solar und Bau.
15. Verfahren zum Verfüllen eines Raumes zwischen zwei Substraten, um eine Anordnung zu
erzeugen, umfassend
a) das Bereitstellen einer Siliconformulierung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
wobei im Fall einer zweikomponentigen Siliconformulierung die beiden Komponenten miteinander
vermischt werden,
b1) das Aufbringen der einkomponentigen Siliconformulierung oder der gemischten zweikomponentigen
Siliconformulierung auf ein erstes Substrat und das Inkontaktbringen eines zweiten
Substrats mit der auf dem ersten Substrat aufgebrachten Siliconformulierung oder
b2) das Verfüllen eines durch Anordnen von einem ersten Substrat und einem zweiten
Substrat gebildeten Raumes mit der einkomponentigen Siliconformulierung oder der gemischten
zweikomponentigen Siliconformulierung und
c) das Aushärten der Siliconformulierung.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliconformulierung oder, im Falle der zweikomponentigen Siliconformulierung,
die Mischung der beiden Komponenten beim Aufbringen auf das erste Substrat oder beim
Verfüllen des zwischen den beiden Substraten gebildeten Raumes eine Viskosität im
Bereich von 500 bis 5000 Pas bei 23°C aufweist.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliconformulierung oder, im Falle der zweikomponentigen Siliconformulierung,
die Mischung der beiden Komponenten beim Aufbringen auf das erste Substrat oder beim
Verfüllen des zwischen den beiden Substraten gebildeten Raumes eine Nachgebegrenze
von weniger als 150 Pa aufweist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliconformulierung eine zweikomponentige Siliconformulierung ist.
19. Anordnung, umfassend eine gehärtete Siliconformulierung, die einen Raum zwischen zwei
Substraten ausfüllt, erhältlich nach einem Verfahren der Ansprüche 15 bis 18.
1. One- or two-component silicone formulation, comprising:
a) at least one poly(diorganosiloxane) which is one or more polydiorganosiloxanes
with the formula (I),
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where
the groups R1, R2 and R3 independently of one another represent linear or branched monovalent hydrocarbon
groups having 1 to 12 carbon atoms, which optionally include one or more heteroatoms,
and optionally one or more carbon-carbon multiple bonds and/or optionally cycloaliphatic
and/or aromatic fractions or groups; the groups R4 independently of one another represent hydrogen, hydroxyl groups, or alkoxy, acetoxy
or ketoxime groups, each having 1 to 13 carbon atoms, which optionally include one
or more heteroatoms, and optionally one or more carbon-carbon multiple bonds and/or
optionally cycloaliphatic and/or aromatic fractions or groups, wherein the groups
R4 preferably represent hydroxyl groups or alkoxy groups; the subscript p represents
a value of 0, 1 or 2; and the subscript m is selected so that the poly(diorganosiloxane)
has a viscosity of 10 to 500,000 mPa·s at a temperature of 23°C,
b) at least one first filler having an average particle size D50 of smaller than or
equal to 0.1 µm,
c) at least one second filler having an average particle size D50 in the range of
larger than 0.1 µm to 10 µm, and
d) at least one cross-linking agent for the poly(diorganosiloxane),
wherein the constituents are present in one component in the case of the one-component
silicone formulation, and are present divided into two components A and B in the case
of the two-component silicone formulation, and
wherein the weight ratio of the first filler to the second filler is in the range
of 10:1 to 2:1.
2. One- or two-component silicone formulation according to claim 1, characterized in that the weight ratio of the first filler to the second filler is in the range of 9:1
to 3:1, and preferably in the range of 8:1 to 4:1.
3. One- or two-component silicone formulation according to claim 1 or claim 2, characterized in that the at least one poly(diorganosiloxane) comprises or is at least one OH-terminated
poly(diorganosiloxane) and/or at least one alkoxysilyl-terminated poly(diorganosiloxane).
4. One- or two-component silicone formulation according to any one of claims 1 to 3,
characterized in that the at least one poly(diorganosiloxane) has a viscosity in the range of 10 to 500,000
mPas, preferably in the range of 5,000 to 350,000 mPas, at 23°C.
5. One- or two-component silicone formulation according to any one of claims 1 to 4,
characterized in that the at least one cross-linking agent is selected from the group consisting of tetraalkoxysilane,
organotrialkoxysilane, diorganodialkoxysilane and oligo(organoalkoxysilane), tetrakis
ketoximosilane, organotris ketoximosilane, diorganobis ketoximosilane and oligo(organoketoximosilane),
or mixtures thereof.
6. One- or two-component silicone formulation according to any one of claims 1 to 5,
further comprising:
e) at least one condensation catalyst.
7. One- or two-component silicone formulation according to any one of claims 1 to 6,
further comprising:
f) at least one additive, selected from the group consisting of plasticizers, rheology
auxiliaries, thickeners, adhesive promoters, catalysts, accelerators, drying agents,
odorants, pigments, biocides, stabilizers and surfactants.
8. One- or two-component silicone formulation according to any one of claims 1 to 7,
characterized in that the formulation is a two-component silicone formulation, wherein the constituents
a), b) and c) and, if necessary, the optional additive or additives f), are present
in the first component A, and constituent d) and, if necessary, the optional constituent
e) are present in the second component B.
9. One- or two-component silicone formulation according to any one of claims 1 to 8,
characterized in that the formulation furthermore comprises an additive selected from end-capped silicone
oil, amino-functionalized organotrialkoxysilane, epoxy-functionalized organotrialkoxysilane,
mercapto-functionalized organotrialkoxysilane, amino-functionalized oligosiloxane,
polyamine, polyether, heteropolyether and/or polyetheramine.
10. One- or two-component silicone formulation according to any one of claims 1 to 9,
characterized in that the formulation is an RTV silicone formulation.
11. One- or two-component silicone formulation according to any one of claims 1 to 10,
characterized in that the formulation is a moisture-curing and/or free-flowing silicone formulation.
12. One- or two-component silicone formulation according to any one of claims 1 to 11,
characterized in that a plurality of fillers are used for the first filler.
13. One- or two-component silicone formulation according to any one of claims 1 to 12,
characterized in that one or more fillers in which the average particle size D50 of the primary particles
is 5 to 100 nm are used for the first filler, and/or that one or more fillers in which
the average particle size D50 of the primary particles is 0.5 µm to 10 µm, and preferably
1 µm to 8 µm, are used for the second filler.
14. Use of a one- or two-component silicone formulation according to any one of claims
1 to 13 as an elastic adhesive for structural adhesive attachment, in particular in
the facade, insulated glass, window construction, automotive, solar and construction
fields.
15. Method for filling a space between two substrates so as to create an arrangement,
comprising:
a) providing a silicone formulation according to any one of claims 1 to 13, wherein
the two components are mixed with each other in the case of a two-component silicone
formulation,
b1) applying the one-component silicone formulation, or the mixed two-component silicone
formulation, to a first substrate, and bringing a second substrate in contact with
the silicone formulation that has been applied to the first substrate, or
b2) filling a space formed by the arrangement of a first substrate and a second substrate
with the one-component silicone formulation, or with the mixed two-component silicone
formulation, and
c) curing the silicone formulation.
16. Method according to claim 15, characterized in that the silicone formulation or, in the case of the two-component silicone formulation,
the mixture of the two components has a viscosity in the range of 500 to 5,000 Pas
at 23°C when it is applied to the first substrate or filled into the space formed
between the two substrates.
17. Method according to claim 15 or claim 16, characterized in that the silicone formulation or, in the case of the two-component silicone formulation,
the mixture of the two components has a yield point of less than 150 Pa when it is
applied to the first substrate or filled into the space formed between the two substrates.
18. Method according to any one of claims 15 to 17, characterized in that the silicone formulation is a two-component silicone formulation.
19. Arrangement, comprising a cured silicone formulation, which fills a space between
two substrates, obtainable according to a method according to claims 15 to 18.
1. Formulation de silicone à un ou deux composants, comprenant :
a) au moins un poly(diorganosiloxane) qui est un ou plusieurs polydiorganosiloxanes
de formule (I)
![](https://data.epo.org/publication-server/image?imagePath=2017/26/DOC/EPNWB1/EP13745624NWB1/imgb0009)
dans laquelle
les radicaux R1, R2 et R3 représentent indépendamment les uns des autres des radicaux hydrocarbonés monovalents,
linéaires ou ramifiés, comprenant de 1 à 12 atomes C, qui comprennent éventuellement
un ou plusieurs hétéroatomes, et éventuellement une ou plusieurs liaisons C-C multiples
et/ou éventuellement des fractions ou radicaux cycloaliphatiques et/ou aromatiques
; les radicaux R4 représentent indépendamment les uns des autres l'hydrogène, des groupes hydroxyle
ou des groupes alcoxy, acétoxy ou cétoxime, comprenant chacun de 1 à 13 atomes C,
qui comprennent éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes, et éventuellement une
ou plusieurs liaisons C-C multiples et/ou éventuellement des fractions ou radicaux
cycloaliphatiques et/ou aromatiques, les radicaux R4 représentant de préférence des groupes hydroxyle ou des groupes alcoxy ; l'indice
p représente une valeur de 0, 1 ou 2 ; et l'indice m est choisi de sorte que le poly(diorganosiloxane)
présente à une température de 23 °C une viscosité de 10 à 500 000 mPa·s,
b) au moins une première charge ayant une taille de particule moyenne D50 inférieure
égale à 0,1 µm,
c) au moins une deuxième charge ayant une taille de particule moyenne D50 dans la
plage allant de plus de 0,1 µm à 10 µm, et
d) au moins un agent de réticulation pour le poly(diorganosiloxane),
les constituants étant contenus pour une formulation de silicone à un composant dans
un composant et pour une formulation de silicone à deux composants divisés en deux
composants A et B, et
le rapport en poids entre la première charge et la deuxième charge se situant dans
la plage allant de 10:1 à 2:1.
2. Formulation de silicone à un ou deux composants selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport en poids entre la première charge et la deuxième charge se situe dans
la plage allant de 9:1 à 3:1 et de préférence dans la plage allant de 8:1 à 4:1.
3. Formulation de silicone à un ou deux composants selon la revendication 1 ou la revendication
2, caractérisée en ce que l'au moins un poly(diorganosiloxane) comprend ou est au moins un poly(diorganosiloxane)
à terminaison OH et/ou au moins un poly(diorganosiloxane) à terminaison alcoxysilyle.
4. Formulation de silicone à un ou deux composants selon l'une quelconque des revendications
1 à 3, caractérisée en ce que l'au moins un poly(diorganosiloxane) présente une viscosité dans la plage allant
de 10 à 500 000 mPas, de préférence dans la plage allant de 5 000 à 350 000 mPas,
à 23 °C.
5. Formulation de silicone à un ou deux composants selon l'une quelconque des revendications
1 à 4, caractérisée en ce que l'au moins un agent de réticulation est choisi dans le groupe constitué par le tétraalcoxysilane,
l'organotrialcoxysilane, le diorganodialcoxysilane et l'oligo(organoalcoxysilane),
le tétrakiscétoximosilane, l'organotriscétoximosilane, le diorganobiscétoximosilane
et l'oligo(organocétoximosilane) ou leurs mélanges.
6. Formulation de silicone à un ou deux composants selon l'une quelconque des revendications
1 à 5, comprenant en outre :
e) au moins un catalyseur de condensation.
7. Formulation de silicone à un ou deux composants selon l'une quelconque des revendications
1 à 6, comprenant en outre :
f) au moins un additif choisi dans le groupe constitué par les plastifiants, les adjuvants
de rhéologie, les épaississants, les promoteurs d'adhésion, les catalyseurs, les accélérateurs,
les agents siccatifs, les parfums, les pigments, les biocides, les stabilisateurs
et les tensioactifs.
8. Formulation de silicone à un ou deux composants selon l'une quelconque des revendications
1 à 7, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une formulation de silicone à deux composants, les constituants a), b)
et c), ainsi qu'éventuellement le ou les additifs f) optionnels, étant contenus dans
le premier composant A et le constituant d) et éventuellement le constituant e) optionnel
étant contenus dans le deuxième composant B.
9. Formulation de silicone à un ou deux composants selon l'une quelconque des revendications
1 à 8, caractérisée en ce que la formulation comprend en outre un additif choisi parmi une huile de silicone fermée
par des groupes terminaux, un organotrialcoxysilane à fonctionnalisation amino, un
organotrialcoxysilane à fonctionnalisation époxy, un organotrialcoxysilane à fonctionnalisation
mercapto, un oligosiloxane à fonctionnalisation amino, une polyamine, un polyéther,
un hétéropolyéther et/ou une polyéther-amine.
10. Formulation de silicone à un ou deux composants selon l'une quelconque des revendications
1 à 9, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une formulation de silicone RTV.
11. Formulation de silicone à un ou deux composants selon l'une quelconque des revendications
1 à 10, caractérisée en ce qu'il s'agit d'une formulation de silicone durcissant à l'humidité et/ou fluide.
12. Formulation de silicone à un ou deux composants selon l'une quelconque des revendications
1 à 11, caractérisée en ce que plusieurs charges sont utilisées pour la première charge.
13. Formulation de silicone à un ou deux composants selon l'une quelconque des revendications
1 à 12, caractérisée en ce qu'une ou plusieurs charges qui présentent une taille de particule moyenne D50 des particules
primaires de 5 à 100 nm sont utilisées pour la première charge et/ou une ou plusieurs
charges qui présentent une taille de particule moyenne D50 des particules primaires
de 0,5 µm à 10 µm, de préférence de 1 µm à 8 µm, sont utilisées pour la deuxième charge.
14. Utilisation d'une formulation de silicone à un ou deux composants selon l'une quelconque
des revendications 1 à 13 en tant qu'adhésif élastique pour le collage structural,
notamment dans le domaine des façades, du verre isolant, de la construction de fenêtres,
automobile, solaire et du bâtiment.
15. Procédé de remplissage d'un espace entre deux substrats, afin de générer un agencement,
comprenant :
a) la préparation d'une formulation de silicone selon l'une quelconque des revendications
1 à 13, dans le cas d'une formulation de silicone à deux composants, les deux composants
étant mélangés l'un avec l'autre,
b1) l'application de la formulation de silicone à un composant ou de la formulation
de silicone à deux composants mélangée sur un premier substrat et la mise en contact
d'un deuxième substrat avec la formulation de silicone appliquée sur le premier substrat,
ou
b2) le remplissage d'un espace formé par agencement d'un premier substrat et d'un
deuxième substrat avec la formulation de silicone à un composant ou la formulation
de silicone à deux composants mélangée, et
c) le durcissement de la formulation de silicone.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que la formulation de silicone ou, dans le cas de la formulation de silicone à deux composants,
le mélange des deux composants présente lors de l'application sur le premier substrat
ou lors du remplissage de l'espace formé entre les deux substrats une viscosité dans
la plage allant de 500 à 5 000 Pas à 23 °C.
17. Procédé selon la revendication 15 ou la revendication 16, caractérisé en ce que la formulation de silicone ou, dans le cas de la formulation de silicone à deux composants,
le mélange des deux composants présente lors de l'application sur le premier substrat
ou lors du remplissage de l'espace formé entre les deux substrats une limite de fluage
de moins de 150 Pa.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que la formulation de silicone est une formulation de silicone à deux composants.
19. Agencement, comprenant une formulation de silicone durcie, qui remplit un espace entre
deux substrats, pouvant être obtenu par un procédé selon les revendications 15 à 18.